분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2009-02-09 09:50:03 , Hit : 5288
 Oct4 하나만을 이용하여 성체줄기세포로부터 iPS를 만드는 데 성공: 「1F iPS」

KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-02-06

독일 막스플랑크 분자생의학연구소의 한스 쇨러 박사팀은 Cell 2월 6일호에 실린 논문에서, 하나의 인자만을 이용하여 유도 다능성줄기세포(iPS cell)을 만들어내는 데 성공했다고 발표하였다. 연구진은 성체 마우스에서 추출한 신경줄기세포에 단 하나의 전사인자만을 투여하여 배아줄기세포(ESC)와 동일한 특성을 갖는 줄기세포로 전환시켰다고 한다. 이번 연구의 시발점은 2006년 Cell에 발표된 "4개의 인자(Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc)를 이용하여 마우스의 성체세포를 iPS 세포로 전환시킬 수 있다"는 논문이다.(GTB2007110483) iPS는 ESC와 동등한 생리적, 유전적, 발생학적 특성을 갖는 것으로 알려져, ESC의 대안을 찾던 과학자들의 폭발적인 관심을 불러 일으켰다. 그후 Salk 연구소의 연구진은 동일한 레시피(recipe)를 이용하여 인간의 피부세포를 iPS 세포로 전환시키는 데 성공하였다고 발표하여 다시 한번 센세이션을 일으켰다.(GTB2008100843)

이후 과학자들의 관심은 iPS를 만드는 데 필요한 인자의 수를 줄이는 쪽으로 모아졌다. 왜냐하면 Klf4와 c-Myc는 발암유전자(oncogenes)로서 정상세포를 암세포로 전환시킬 수 있다는 문제점이 제기되었기 때문이다. 이와 관련하여 스크립스 연구소의 연구진은 Cell Stem Cell 2008년 11일호에 기고한 논문에서, 마우스의 섬유모세포로부터 Oct4와 Klf4만 갖고서 iPS 세포를 만들어 내는 데 성공하였다고 발표하였다.(GTB2008110172) 그러나 과학자들은 이에 만족하지 않고 최종 목적지, 즉 단 하나의 인자만으로 iPS를 만들어내는 방법을 찾아내는 것을 향하여 달려왔다. 쇨러 박사가 이끄는 막스플랑크 연구소의 연구진도 그러한 과학자 그룹 중의 하나였다.

마침내 쇨러 박사팀은 이번 연구에서 Klf4를 생략해도 iPS를 만들어낼 수 있다는 것을 확인함으로써, Oct4가 iPS를 만들어내는 데 필요한 핵심 동인(driving force)이라는 것을 증명한 최초의 연구팀이 되었다. "우리는 신경줄기세포를 iPS로 전환시키는데 필수적인 단 하나의 인자를 찾아냈다. 이것은 줄기세포 연구의 새 장을 여는 획기적인 결과이다."라고 쇨러 박사는 말했다. 쇨러 박사는 이번에 만들어진 iPS 세포를 「1F iPS」라고 명명하였다. 「1F iPS」는 세 개의 배엽(germ layer)으로 분화했으며, 이 배엽들은 궁극적으로 전신의 조직과 기관으로 분화되었다. 「1F iPS」는 신경세포, 심근세포, 생식세포로 분화하였을 뿐만 아니라, 누드마우스의 피하에 주입하자 종양(테라토마)를 형성하였다. 그리고 이 테라토마는 세 개의 배엽과 관련된 조직을 포함하는 것으로 확인되었다. 연구진이「1F iPS」를 마우스의 배아에 주입하자, 발생중인 다양한 기관으로 이동하였으며 배선(germ line)을 통하여 다음 세대로까지 전달될 수 있었다고 한다.

"OCT4는 신경줄기세포로부터 다능성(pluripotency)을 이끌어 내기 위한 단일 필요충분조건이다. 우리는 이번 연구에서 OCT4가 재프로그래밍(reprogramming)의 과정에서 핵심적인 역할을 한다는 것을 입증하였다. 우리의 향후 연구과제는 두 가지로 나뉘어진다. 첫 번째는 재프로그래밍의 대상이 되는 줄기세포의 원천을 찾는 것으로서, 신경줄기세포 이외의 전구세포(마우스나 인간의 골수와 치수(dental pulp)에서 유래하는 중간엽 줄기세포)를 발굴해내는 것이다. 두 번째는 OCT4를 도입하는 非바이러스 벡터를 모색하는 것으로서, 이는 iPS 요법의 안전성을 위한 필수적 전제요건이다."라고 연구진은 말했다.

SOURCE: "Oct4-Induced Pluripotency in Adult Neural Stem Cells", Cell, Volume 136, Issue 3, 411-419, 6 February 2009.








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